ИСТИНА

Исследуется продольное обтекание плоской теплоизолированной пластины потоком вязкого теплопроводного газа с примесью конденсированной фазы. Предполагается, что во внешнем потоке давление газа меняется соответственно сверхзвуковому течению в линейно расширяющемся канале. Для определения параметров газовой и жидкой фазы вдали от пластины решаются квазиодномерные уравнения газокапельного потока с учетом обратного влияния и процесса конденсации. Найдены диапазоны параметров, при которых происходит наиболее значительный рост капель в области внешнего течения. Для исследования течения газа с примесью конденсированной фазы вблизи стенки используются уравнения теории двухфазного ламинарного пограничного слоя с малой объемной концентрацией капель. В межфазном обмене импульсом, помимо силы аэродинамического сопротивления, учитывается боковая сила Сэфмана, под воздействием которой капли выносятся на обтекаемую поверхность, формируя тонкую пленку. Уравнения двухфазного пограничного слоя решаются численно методом прогонки. Для численного интегрирования уравнений используется неявная разностная схема с первым порядком аппроксимации по продольной координате и вторым порядком - по поперечной. В результате численных расчетов построены профили скоростей, температур фаз и концентрации капель вблизи поверхности пластины. Получена количественная оценка снижения равновесной температуры стенки в результате выпадения на нее конденсированной фазы. Установлено, что степень охлаждения стенки существенно зависит от начального числа Маха, а также от параметров дисперсной фазы, таких как относительная массовая концентрация капель и параметр, характеризующий величину силы Сэфмана. Исследование выполнено по открытому плану МГУ за счет средств гранта Российского научного фонда (проект №19-19-00234).